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智能流量计的客户调校

添加时间:2016/02/10

空气吹过烟囱,河水流过桥墩会在烟囱、桥墩后发作漩涡。漩涡会引起轰动,空气与河水的轰动可能引起烟囱、桥墩的共振,形成烟囱开裂、桥墩倒塌,给人们的出产、日子带来巨大的损失。这就是卡门涡街在自然界的存在。美籍匈牙利科学家冯.卡门(Karman)1906在德国哥廷根大学做助教期间,协助德国普朗特教授做哈依门兹水槽实验时,发现水流流过水槽的圆柱体后,在圆柱体后边发作两列规律性的漩涡,涡街是反对称的,涡系的动量与阻力有关。由于卡门对这一自然现象的发现及深入研讨,人们将上述漩涡现象界说为卡门涡街。
  卡门涡街不都是巨大的破坏力,人们运用卡门涡街的规律性,研讨制作了涡街流量计。涡街流量计首要运用于封闭管道流量的丈量,能够丈量气体、液体及蒸汽。涡街流量计结构紧凑、无可动部件、压损小、量程比宽、精度高、设备简易、保护量低,正逐渐替代传统的差压式流量计和容积式外表,成为商场的首要流量丈量外表。
  涡街流量计由传感器和转换器组成,传感器能够挑选压电应力式、电容式、光纤式等多种传感器。压电应力式涡街传感器运用是最多的,技能成熟度、产品稳定性也是最高的。该种传感器可在-20℃~+250℃的介质温度规模内作业,能够输出模拟量信号,也能够输出脉冲信号。经过涡街转换器做信号处理,产品能够输出规范的4~20mA信号和脉冲信号,部分厂家产品还能够带FF总线或PA总线输出,也有带RS485接口的产品。经过这些输出信号能够和PLC或DCS体系完成数据传输。带RS485接口的产品还能够合作无线传输设备,完成外表数据的长途无线传输办理,为用户带来极大地快捷。
1涡街流量计的作业原理、涡街流量计分类及温压补偿涡街的开展
1.1涡街流量计原理
  涡街流量计又被称为卡门涡街流量计、漩涡流量计,是运用卡门涡街原理制作的一种流量丈量外表。外表丈量管里设备一个发作体,当介质流过发作体,会在发作体后发作漩涡,漩涡的频率f和介质的流速v成正比,经过对频率的检测,抵达丈量流速的意图。涡街流量计原理图,如图1所示。
涡街流量计原理图
涡街流量计核算公式如下:f=st*v/d
(f:频率Hz;st:斯特劳哈尔系数,无量纲;v:流速,单位m/s;d:漩涡发作体宽度,单位m)
  st是是斯特劳哈尔系数,是雷诺数的函数。当雷诺数Re>2*104<7*106时,能够为一个固定的常数。因此,经过检测频率f,就能够检测到流速v,流速v检测到后,就能够经过公式核算介质体积流量或质量流量了。
体积流量核算公式:q=v*A(q:体积流量、A管道截面积)
质量流量核算公式:Q=3600*v*A*ρ(Q:质量流量;ρ:介质密度)
1.2涡街流量计分类
  依照与管道衔接方式,可分为法兰型、夹持型或插入型。
  按传感器丈量原件品种分热敏式、应力式、电容式、应变式、超声式、振荡体式、光电式和光纤式。
  按防爆类型分非防爆型、本安型、隔爆型、复合防爆型等。
  现在国内外运用最多的是应力式、管道衔接的涡街流量计。
1.3温压补偿涡街流量计的开展
  涡街流量计原理介绍傍边涡街流量计能够丈量介质的质量流量,关于液体介质或密度改变不大的介质,涡街流量计核算出的质量流量精度高。但是在实际运用中,特别是气体或蒸汽的丈量,由于工况温度、压力的动摇,形成介质密度动摇大,所以涡街流量计丈量的质量流量差错就大。由此可见,对涡街流量计所丈量的介质密度在线批改很有必要。这就要求涡街流量计要集成温度、压力信号,在线进行温度及压力的批改,确保质量流量输出的精度。温度、压力及流量集成到1台外表上的一体化结构是最优的挑选。现在国外部分闻名厂家,国内少量厂家能够出产一体化带温度及压力补偿的涡街流量计。工艺管道上外配温度传感器和压力传感器,把温度及压力信号传输到流量核算机得到的质量流量在体系精度上要低于一体化温压补偿涡街流量计[3]。一体化温压补偿涡街流量计是往后涡街流量计的一个开展方向。原理图,如图2所示。
一体化温压补偿涡街流量计原理图
2涡街流量计的标定、检定办法
  涡街流量的制作及检定单位大部分选用规范表法进行标校和检定。规范表法就是用涡轮流量计、质量流量计、音速喷嘴等作为规范表,把被检测的外表串联到检测设备上,经过规范表来标校、检定被丈量外表,经过比较被测外表与规范表的读数,求得被丈量外表的差错,然后进行调校[4]。
2.1规范表法标校设备的长处
1)规范表法设备体积小、重量轻、结构简略、操作便利、制作及保护成本低。
2)规范表法设备能够用来标校液体或气体介质的流量。
3)规范表的流量计与被检流量计串联设备于同一个丈量体系中,规范表和被丈量外表间间隔小、时间差错能够忽略。
4)规范表挑选品种许多,能够挑选电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计、质量流量计等,挑选空间大。
2.2规范表法标校设备的缺点
1)规范表需求严厉依照计量部门要求守时做检查,只需合格了才干够用于检测;企业本身也要不守时进行自检,确保规范表及设备运用进程中的功用。
2)规范表法标校设备在标校外表的进程中要对标校介质进行温度及压力批改,确保标校精度。
3)规范表法设备体系精度受规范表精度的影响大。
3影响涡街流量计运用精度的要素
  涡街流量计本身传感器及转换器功用决议了这款产品的功用,但是外表设备运用要素也会影响外表的功用,为确保涡街流量计精度,设备运用有如下要求。
1)涡街流量计主张设备到水平或笔直管道,并确保管道充溢介质。
2)涡街流量计对前后直管段要求较高,一般要求大于前20D,后5D(D管道口径)。
3)涡街流量计尽量防止设备在有强烈轰动的当地,尽量远离泵与阀门,必要时做恰当的管道支撑。
4)涡街流量计设备方位要远离强磁场或强电场的搅扰。
5)确保涡街流量计漩涡发作体处于迎流面。
6)涡街流量计转换器运用环境温度一般为-40℃~85℃,依据实际状况配保温箱或遮阳罩。
涡街流量计设备示意图[3],如图3所示
涡街流量计设备示意图


直管段要求
涡街流量计直管段设备示意图 
图3涡街流量计设备示意
①一般入口直管段无搅扰状况下≥20DN
②调节阀后≥50DN
③缩管后≥20DN
④90℃弯头后≥20DN
⑤两个90℃弯头后≥30DN
⑥两个三维90℃弯头后≥40DN
4涡街流量计的客户化调校
由于涡街流量计丈量原理、传感器类型、标定设备、
  设备运用等原因,涡街流量计在出厂抵达用户现场或计量站时,出厂的标校精度可能会与用户现场规范表或计量检定成果发作发作差错,这时就要对外表系数进行现场调整,以满意用户或计量组织的检定要求。客户化调校有如下2种状况:
1)外表全体的正差错或负差错。如果外表呈现全体正差错或负差错,只需调整外表系数就能够了。公式如下:
Knew=Kold×(Q外表显现流量)/(Q规范流量)
2)外表非线性超差。非线性超差是指一台涡街流量计在不同流速下的差错有正有负,并且达不到精度要求。呈现此问题的首要原因可能是外表口径与检守时的管段口径有差异,或是检守时的雷诺数和厂家标守时的雷诺数有很大差异形成的。
现在涡街流量计出产厂家能够依据用户需求供给欧标、美标或是日标法兰衔接法兰外表。相同法兰规范,相同口径、相同压力等级,不同品牌的涡街流量计产品法兰内孔尺度是有不同的。外表内孔和衔接管道内孔有细小的不同,能够引起外表非线性差错,这种状况是最多的。
  形成厂家标守时的雷诺数和检守时的雷诺数不同的首要原因是:大多数涡街流量计的制作厂都是用水作为标校介质来进行标定。涡街流量计的原理通知人们无论介质是什么,对同一台外表来说,在单位工况流量体积下发作的脉冲数是一个常数,即外表系数K。由于涡街流量计的这个长处,用水标定的涡街流量计能够用于丈量气体或蒸汽,但这个运用条件是要雷诺数大于20000才干确保精度。有些时候,外表在用户现场或计量站检守时,雷诺数小于20000,导致外表不满意精度要求。这种状况发作的非线性差错较小,但也偶见。
  上述2种状况不可防止,外表制作厂不能由于自己外表内径原因,要求用户改管道或由于雷诺数低就要求用户替换外表,能够选用多点非线性批改,抵达满意用户运用的要求。这儿介绍一种有用的办法,完成这一意图。具体说就是把丈量规模分段,取一个外表常数,让每段丈量规模都契合精度要求,这种办法完成的进程要考虑雷诺数的影响。下面是核算模型[3]。
 
 
  经过上述6步核算,可完成外表的非线性批改。运用上述核算成果,经过Hart手操器或外表按键,把批改参数输入外表转换器,转换器就能够将本来非线性的曲线从头线性化,抵达校对意图。转换器该功用的完成要经过前期转换器软件设计完成。这样经过线性及非线性批改,就可完成客户化的调校,满意用户需求。
5结束语
  涡街流量计是一款好产品,国外的设计规范现已把涡街流量计放到了差压式流量外表选型之前,作为小管径(

 

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